#挑戰(zhàn)30天在頭條上寫日記#

（相關(guān)資料圖）

科學(xué)家們?cè)谟钪嫔渚€—— 的幫助下發(fā)現(xiàn)了一個(gè)隱藏的地下墳?zāi)?，特別是一種稱為介子斷層掃描的成像技術(shù)。

尼亞波利斯古代墓地遺址位于現(xiàn)代意大利那不勒斯下方約10米（約33英尺）處。但該遺址位于人口稠密的市區(qū)，這使得對(duì)該遺址進(jìn)行仔細(xì)的考古發(fā)掘具有挑戰(zhàn)性。

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考古學(xué)家使用宇宙射線探測(cè)那不勒斯的秘密希臘化墓穴

大約在公元前四世紀(jì)末/三世紀(jì)初

這是地下部分的激光掃描3D 視圖

使用子對(duì)考古結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像有著悠久的歷史，由于宇宙射線提供了這些粒子的穩(wěn)定供應(yīng)，這一過程變得更加容易。

一個(gè)名叫E.P. 20 世紀(jì)50 年代，喬治用它們測(cè)量了澳大利亞的一條隧道。但諾貝爾獎(jiǎng)獲得者物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷斯與埃及考古學(xué)家合作，利用該技術(shù)在吉薩哈夫拉金字塔中找到了隱藏的密室，從而使介子能夠在地圖上成像。雖然原則上是可以的，但他們并沒有發(fā)現(xiàn)任何暗室。

介子還被用來在邊境口岸搜尋非法運(yùn)輸?shù)暮瞬牧?，并監(jiān)測(cè)活火山，以期發(fā)現(xiàn)它們何時(shí)可能爆發(fā)。

2008年，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科學(xué)家們?cè)噲D追隨阿爾瓦雷斯的腳步，重新利用舊的介子探測(cè)器來尋找伯利茲可能隱藏的瑪雅遺址。

洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家一直在開發(fā)便攜式 介子成像系統(tǒng)，以解開意大利佛羅倫薩圣瑪麗大教堂頂部高聳圓頂(Il Duomo) 的建造秘密，該圓頂由菲利波·布魯內(nèi)萊斯基(Filippo Brunelleschi) 在15 世紀(jì)設(shè)計(jì)早期設(shè)計(jì)。幾個(gè)世紀(jì)以來，圓頂一直飽受裂縫的困擾，介子成像可以幫助自然資源保護(hù)者找到修復(fù)它的方法。

2016年，科學(xué)家使用介子成像捕捉到的信號(hào)表明，埃及吉薩大金字塔以北著名的人字形街區(qū)后面有一個(gè)隱藏的走廊。第二年，同一個(gè)團(tuán)隊(duì)在金字塔的另一個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘的空腔，認(rèn)為它可能是一個(gè)隱藏的房間，隨后使用兩種不同的子成像方法對(duì)其進(jìn)行了繪制。

子成像有很多變體，但它們通常涉及充氣室。當(dāng)介子穿過氣體時(shí)，它們與氣體粒子碰撞并發(fā)出明顯的閃光，探測(cè)器記錄下來，使科學(xué)家能夠計(jì)算粒子的能量和軌跡。它類似于X 射線成像或探地雷達(dá)，不同之處在于它使用自然產(chǎn)生的高能 子而不是X 射線或無線電波。更高的能量可以對(duì)厚實(shí)、致密的材料進(jìn)行成像，例如用于建造金字塔的石頭。被成像的物體越密集，被阻擋的子就越多，從而投射出明顯的陰影。隱藏的室出現(xiàn)在最終圖像中，因?yàn)樗鼈冏钃醯念w粒較少。

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(a) 希臘墳?zāi)沟乃槠?

(b) Ipogeo dei Melograni；

(c) Ipogeo dei Togati；

(d) 考古學(xué)家Michele Ruggiero 在1888 年描述的另一個(gè)房間。

尼亞波利斯是一座希臘化城市，位于富含火山凝灰?guī)r的丘陵地區(qū)。這使得它足夠柔軟，可以鑿出墳?zāi)?、禮拜場(chǎng)所或住房洞穴。位于現(xiàn)在那不勒斯薩尼塔區(qū)的墓地就是這樣的一個(gè)建筑，從公元前四世紀(jì)末到公元一世紀(jì)初都被用來埋葬。隨著時(shí)間的推移，該遺址被一系列自然災(zāi)害掩埋在沉積物中，其中最著名的是熔巖泛濫。與著名的吞沒龐貝古城的火山熔巖不同，這種“熔巖”是由大雨期間從山上松散的泥土和巖石組成的。

墓地的確切大小尚不清楚，但它可能包含數(shù)十座墳?zāi)?，每個(gè)墳?zāi)苟及嗑呤w。 19 世紀(jì)末，在Via Cristallini（現(xiàn)稱為Ipogeo dei Cristallini）迪多納托家族宮殿下方發(fā)現(xiàn)了四座此類墳?zāi)埂?（現(xiàn)任墓主去年開放了這座墳?zāi)构┕妳⒂^。）1980 年地震后，對(duì)該地區(qū)的3D 結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)了另外兩個(gè)墓室：Ipogeo dei Togati 和Ipogeo dei Melograni。

這些發(fā)現(xiàn)增加了尋找更多隱藏墓室的希望。來自那不勒斯費(fèi)德里科二世大學(xué)、那不勒斯國家核物理研究所和日本名古屋大學(xué)的研究人員認(rèn)為，muography 是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的理想方法。作者寫道：“由于其非侵入性，這項(xiàng)技術(shù)特別適合在城市環(huán)境中使用，在城市環(huán)境中，地震波或鉆孔等主動(dòng)檢測(cè)方法的應(yīng)用是難以想象的?！彼麄兊奶綔y(cè)器基于核乳劑技術(shù)；乳化液檢測(cè)器簡單且非常緊湊，并且不需要外部電源。

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(a，c) 核乳劑檢測(cè)器的實(shí)驗(yàn)裝置。 (b) 乳膠板的特寫。

核乳劑是20世紀(jì)初期通過輻射研究開發(fā)出來的。物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福開始使用商業(yè)照相底片來捕捉各種放射性物質(zhì)發(fā)出的阿爾法射線，從而導(dǎo)致膠片變暗。他的同事Kinoshita Suekiti 通過使用高濃度的極細(xì)鹵化銀顆粒制備明膠乳劑薄膜，改進(jìn)了檢測(cè) 粒子的基本方法。這些粒子充當(dāng)傳感器，當(dāng)帶電粒子穿過乳液并失去電荷時(shí)觸發(fā)。一旦記錄下來，在板顯影后，這些軌跡就會(huì)在顯微鏡下可見，從而使科學(xué)家能夠測(cè)量它們的位置和方向。

核乳劑在宇宙射線研究中很受歡迎，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了pi 和K 介子中的宇稱不守恒。當(dāng)更強(qiáng)大的粒子探測(cè)器和加速器出現(xiàn)時(shí)，核乳劑就不再使用。然而，它在某些物理實(shí)驗(yàn)（例如OPERA 和CERN 的FASER 項(xiàng)目）以及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和考古學(xué)應(yīng)用中仍然有用。

2018 年3 月10 日至4 月7 日期間，墓地研究的作者使用了兩個(gè)探測(cè)器模塊，每個(gè)模塊都有一堆密封在信封中的四張感光膠片以控制光線和濕度，并將它們放置在地下地窖中（曾經(jīng)用于老化火腿）。曝光期結(jié)束后，第二天就會(huì)對(duì)乳液進(jìn)行顯影。為了進(jìn)行比較，他們依賴于所有可進(jìn)入的地下結(jié)構(gòu)的3D 激光掃描空間模型。

mu 攝影術(shù)揭示了新的地下結(jié)構(gòu)的證據(jù)（以大于預(yù)期數(shù)量的 子的形式），并為作者提供了足夠的信息來估計(jì)該結(jié)構(gòu)的大小和位置。該結(jié)構(gòu)與矩形墓室一致，可能部分填充有巖石和沉積物。它的尺寸為6.5 x 11.5 英尺（2 x 3.5 米），結(jié)構(gòu)與Ipogei dei Togati 和Ipogeo dei Melograni 類似。作者認(rèn)為，該墳?zāi)沟臍v史可以追溯到公元前四世紀(jì)末/三世紀(jì)初，可能是一個(gè)富有的個(gè)人或家庭的墳?zāi)埂?

本文參考內(nèi)容：

DOI：科學(xué)報(bào)告，2023 年。10.1038/s41598-023-32626-0

通過muography 在尼亞波利斯地下希臘化時(shí)代墓地中發(fā)現(xiàn)隱藏的密室

https://arstechnica.com/science/2023/05/cosmic-rays-reveal-hidden-ancient-burial-chamber-underneath-naples/